钻削磨损和故障排除
故障排除
- 可转位刀片钻头
- 可换头钻头
- 整体硬质合金钻头
可转位刀片钻头
孔尺寸过大
旋转应用
- 增加冷却液流量，清洁过滤器，清洁钻头中的冷却液孔
- 周边刀片尝试使用韧性更高的槽型 (保持中心刀片槽型不变)
非旋转应用
- 检查车床对准情况
- 将钻头旋转180度
- 周边刀片尝试使用韧性更高的槽型 (保持中心刀片槽型不变)
孔尺寸过小
旋转应用
- 增加冷却液流量，清洁过滤器，清洁钻头中的冷却液孔
- 中心刀片尝试使用韧性更高的槽型，周边刀片尝试使用轻快切削槽型
非旋转应用
- 固定钻头：检查车床对准情况
- 固定钻头：将钻头旋转180度
- 中心刀片尝试使用韧性更高的槽型，周边刀片尝试使用轻快切削槽型
孔中有销柱
旋转应用
- 增加冷却液流量，清洁过滤器，清洁钻头中的冷却液孔
- 周边刀片尝试使用不同的槽型，在推荐的切削参数范围内调整进给率
- 缩短钻头悬伸
非旋转应用
- 检查车床对准情况
- 增加冷却液流量，清洁过滤器，清洁钻头中的冷却液孔
- 缩短钻头悬伸
- 周边刀片尝试使用不同的槽型，在推荐的切削参数范围内调整进给率
振动
- 缩短钻头悬伸，提高工件稳定性
- 降低切削速度
- 周边刀片尝试使用不同的槽型，在推荐的切削参数范围内调整进给率
机床扭矩不足
- 降低进给
- 选择轻快切削槽形以降低切削力
机床功率不足
- 降低速度
- 降低进给
- 选择轻切削槽形以降低切削力
孔不对称
孔底部加宽 (由于中心刀片处铁屑卡滞)
- 增加冷却液流量，清洁过滤器，清洁钻头中的冷却液孔
- 周边刀片尝试使用不同的槽型，在推荐的切削参数范围内调整进给率
- 缩短钻头悬伸
刀具寿命短
- 检查切削参数是否在推荐范围内
- 增加冷却液流量，清洁过滤器，清洁钻头中的冷却液孔
- 缩短钻头悬伸，提高工件稳定性，检查刀柄
- 检查刀尖/刀片座和螺钉是否损坏
- 具体措施，参见典型磨损
- 如有可能，选择更耐磨的牌号
刀片螺钉断裂
- 使用二硫化钼润滑剂，使用扭矩扳手紧固螺钉
表面质量差
- 获得良好的切屑控制是非常重要的因素
- 降低进给 (如果必须保持vf不变，则可提高切削速度来实现降低每转进给)
- 增加冷却液流量，清洁过滤器，清洁钻头中的冷却液孔
- 缩短钻头悬伸，提高工件稳定性
钻头容屑槽中发生堵屑
由长切屑导致
- 检查槽型和切削参数推荐值
- 增加冷却液流量，清洁过滤器，清洁钻头中的冷却液孔
- 在推荐切削参数范围内减小进给量
- 在推荐切削参数范围内提高切削速度
偏斜
- 孔公差超出范围
- 表面质量差 - 退刀痕迹
- 刀体磨损
- 刀片破裂
| 原因 | 解决方案 |
| 切削力过高 | 1. 选择刀尖圆弧半径更小的槽型 2. 降低进给 3. 降低入口段的进给 |
| 稳定性不足 | 1. 提高稳定性 2. 选择更短的刀体 (4xD -> 3xD) |
切屑成形问题
长屑材料，例如不锈钢或低碳钢
| 结果 | 可能的原因 | 解决方案 |
| 不良/长切屑 - 堵屑 | 槽型错误 | 选择-LM槽型 |
| 表面质量差 | 切削速度过低 | 提高切削速度 |
| 刀片或刀具崩断 | 进给过高 | 降低进给 |
短切屑材料，例如普通钢材
| 结果 | 可能的原因 | 解决方案 |
| 不良/长切屑 - 堵屑 | 非旋转刀具 (车床) | 选择用于低进给的槽型 (GR -> GM) |
| 表面质量差 | 槽型错误 | 提高进给 |
| 刀片或刀具崩断 | 1. 切削速度过低 2. 进给过低 | 提高切削速度 |
可换头钻头
超出孔公差
- 检查刀尖磨损
- 检查跳动量
- 降低进给
- 检查工件稳定性、刀柄和工件表面
- 用于较长钻头的导向钻/点钻
- 如果是非旋转应用 - 检查对准
振动
- 缩短钻头悬伸，提高工件稳定性，检查刀柄
- 降低切削速度
- 调整每转进给量
机床功率或扭矩不足
- 降低速度
- 降低进给
- 选择轻快切削槽形以降低切削力
出现非圆柱形的孔
孔在入口处加宽
- 检查跳动量
- 调整进给
- 缩短钻头悬伸并检查刀柄
- 为了使用较长的钻头，先用短钻头加工一个导向孔
刀具寿命不理想
检查切削参数推荐值
- 增加冷却液流量，清洁过滤器，清洁钻头中的冷却液孔
- 缩短钻头悬伸，提高工件稳定性，检查刀柄
- 检查刀尖/刀片座和螺钉是否损坏
- 具体措施，参见典型磨损
- 如有可能，选择更耐磨的牌号
表面质量差
- 重要的是获得良好的切屑控制
- 降低进给 (如果必须保持vf不变，则也可提高切削速度来实现降低单转进给)
- 增加冷却液流量，清洁过滤器，清洁钻头中的冷却液孔
- 缩短钻头悬伸，提高工件稳定性
钻头容屑槽中出现切屑堵塞
- 调整切削参数以改善切屑控制
- 增加冷却液流量，清洁过滤器，清洁钻头中的冷却液孔，检查冷却液浓度
- 切屑堵塞可能导致钻体严重磨损
- 清除卡在钻体上的工件材料以避免再次出现切屑堵塞
入口切屑
切屑周边有“针刺”
- 如果一开始就出现切屑周边针刺，则存在过度磨损风险
- 可能的原因 - 导致不平衡的原因：跳动量进刀面倾斜进给率过高不稳定/刚性差的工况刀尖破裂/磨损
切屑控制 - 优化
- 如上所示，切屑上出现刮痕是堵屑的迹象，堵屑会对孔质量产生负面影响。为了改进孔质量，建议降低进给，如有可能，提高切削速度
整体硬质合金钻头
入口切屑 - 整体硬质合金钻头/可换头钻头
切屑周边有“针刺”
- 如果一开始就出现切屑周边针刺，则存在过度磨损风险
- 可能的原因 - 导致不平衡的原因：跳动量进刀面倾斜进给率过高不稳定/刚性差的工况刀尖破裂/磨损
切屑控制 - 优化
- 如上所示，切屑上出现刮痕是堵屑的迹象，堵屑会对孔质量产生负面影响。为了改进孔质量，建议降低进给，如有可能，提高切削速度
钻削磨损类型
- 可转位刀片钻头
- 可换头钻头
- 整体硬质合金钻头
可转位刀片钻头
后刀面磨损
后刀面磨损是较为理想的磨损类型。后刀面磨损可能导致：
- 表面质量差
- 孔公差超出范围
- 功率增加
| 原因 | 措施 |
| 1. 切削速度 (vc) 过高 | 1. 降低切削速度 (vc) |
| 2. 牌号耐磨性不足 | 2. 选择耐磨性更高的材质 |
月牙洼磨损
中心刀片
周边刀片
月牙洼磨损可能导致：
- 切削刃刚性差，从而可能导致切削刃破裂并产生不良切屑
- 表面质量差
- 功率增加
| 原因 | 措施 |
| 中心刀片：磨蚀性切屑 (工件材料) | 中心刀片：降低进给 |
| 周边刀片：高温导致扩散磨损 (对于PVD更糟) | 周边刀片： 1. 降低切削速度 2. 选择更耐磨的牌号 (通常为MT-CVD) |
| 选择正前角更大的槽型，以实现更好的切屑成形 |
塑性变形
下塌
凹陷
切削刃下塌或出现压痕可能导致切屑控制不良、表面质量差和孔超差。
| 原因 | 措施 |
| 切削温度过高，同时压力较高 (进给和/或工件硬度) | 降低进给 (fn) 选择具有更好的抗塑性变形能力 (热硬性) 的材质 降低切削速度 (vc) |
| 过度后刀面磨损和/或月牙洼磨损的最终结果 | 选择具有更好的抗塑性变形能力 (热硬性) 的材质 降低切削速度 (vc) |
切削区域内崩刃
切削区域内崩刃可能导致：
- 后刀面磨损过大
- 表面质量差
| 原因 | 措施 |
| 不稳定工况 | 提高稳定性 (刀具悬伸、夹紧) |
| 不规则表面 | 降低入口时的进给。选择韧性更高的槽形 |
| 材质韧性不足 | 选择韧性更高的材质 |
| 刀片槽型强度过低 | 选择强度更高的槽型 |
| 切削液不足 | 增加切削液 |
| 夹砂 (铸铁) | 选择强度更高的槽型，降低进给 |
破裂
破裂可能导致
- 刀具发生故障
- 工件毁坏
| 原因 | 措施 |
| 稳定性不足 | 提高稳定性 (缩短刀具悬伸、更好地夹紧工件等) |
| 断续切削 | 降低进给，选择韧性更高的槽型 (-GR或-GT) |
| 切削液不足 | 增加切削液 |
| 进给过高或切削速度过高/过低 | 调整切削参数 |
| 材质过脆 (P类刀片) | 选择韧性更高的材质 |
| 刀片磨损 | 确定周边刀片的安全刀具寿命 |
积屑瘤 (BUE)
积屑瘤可能导致：
- 表面质量差以及在积屑瘤被切屑刮走时出现切削刃崩刃
- 切削刃发生崩刃
| 原因 | 措施 |
| 不适宜的温度 (切削速度) | 提高/降低切削速度 (高温/低温) 选择涂层材质 |
| 切削槽型负前角过大 | 选择正前角更大的槽型 |
| 粘性材料 | 提高切削液的含油量和容量/压力 |
| 切削液的含油量过低 | 提高切削液的含油量和容量/压力 |
可换头钻头
-PM槽型加工不同材料时的典型磨损
非合金钢 / CMC01.1
- 棱边/周边磨损以沟槽开始，沿着棱边宽度发展并进入容屑槽
- 主切削刃上不断累积的磨损
低合金钢 / CMC02.2
- 主切削刃/靠近刀尖的棱边上不断累积的磨损
后刀面磨损
主切削刃上的后刀面磨损
环形刃带上的后刀面磨损
比较理想且较为典型的磨损类型
| 原因 | 措施 |
| 切削速度过高 | 降低切削速度 |
| 切削液流的含油量过低 | 提高切削液的含油量 (用分油器进行检查，以确保不会超过推荐的含油量) |
| 切削液流量不足 | 增加切削液流量 |
| 总跳动量过大 (如果棱边出现磨损) | 检查径向跳动量 (如果棱边出现磨损) |
塑性变形
| 原因 | 措施 |
| 切削速度和/或进给量过高 | 降低切削速度和/或进给 |
| 切削液流量不足 | 增加切削液流量 |
崩刃
周边刃口崩刃
主切削刃崩刃
崩刃是钻入预钻孔时的一种非常普遍的磨损类型。如果预钻孔上的钻尖角较小，则稳定性将较差并且可能损坏钻尖。当钻尖角的公差不一致时，也可能出现这种情况。可使用定制钻头或通过铣削加工的平底孔来避免这种情况。
| 原因 | 措施 |
| 不稳定工况 | 检查装夹 |
| 总跳动量过大 | 检查径向跳动量 |
| 进给过高 | 降低进给 |
| 切削液流量不足 (热裂化) | 检查切削液供应 |
产生积屑瘤
| 原因 | 措施 |
| 切削速度不合适 | 1. 在中心产生积屑瘤时提高切削速度 2. 在周边出现积屑瘤时降低切削速度 |
| 切削液中润滑油的百分比过低 | 提高切削液的含油量 (用分油器进行检查，以确保不会超过推荐的含油量) |
如果无法完全避开积屑瘤区域，则计算合理的切削速度让积屑瘤位于钻头强度最高的位置 (= 直径的50%) 。
使用外切削液可能对排屑产生负面影响。
提高切削速度可使积屑瘤
朝向钻头中心移动
降低切削速度可使积屑瘤
向周边移动或消除积屑瘤
整体硬质合金钻头
后刀面磨损
主切削刃上的后刀面磨损
环形刃带上的后刀面磨损
比较理想且较为典型的磨损类型
| 原因 | 措施 |
| 总跳动量过大 | 检查径向跳动量 |
| 切削速度过高 | 降低切削速度 |
| 进给过低 | 提高进给 |
| 材质硬度过低 | 使用硬度更高的材质 |
| 切削液不足 | 增加切削液压力 |
横刃出现后刀面磨损
| 原因 | 措施 |
| 总跳动量过大 | 检查径向跳动量 |
| 切削速度过低 | 提高切削速度 |
| 进给过高 | 降低进给 |
横刃出现后刀面磨损会导致定心不理想而影响孔质量。
崩刃
周边崩刃
主切削刃崩刃
崩刃是钻入预钻孔时的一种非常普遍的磨损类型。如果预钻孔上的钻尖角较小，则稳定性将较差并且可能损坏钻尖。当钻尖角的公差不一致时，也可能出现这种情况。可使用定制钻头或通过铣削加工的平底孔来避免这种情况。
| 原因 | 措施 |
| 不稳定工况 | 检查装夹 |
| 总跳动量过大 | 检查径向跳动量 |
| 切削液不足 (热裂纹) | 检查切削液供应 |
| 超过最大允许磨损量 | 调整切削参数 |
钻头崩刃
| 原因 | 措施 |
| 总跳动量过大 | 检查径向跳动量 |
| 不稳定工况 | 检查装夹 |
| 主轴功率不足 | 检查切削参数 |
| 堵屑 | 检查切削液供应 |
| 进给过高 | 降低进给 |
| 过度磨损 | 更频繁地检查磨损 |
产生积屑瘤
| 原因 | 措施 |
| 切削速度和切削刃温度过低 | 1. 在中心产生积屑瘤时提高切削速度 2. 在周边出现积屑瘤时降低切削速度 |
| 负倒棱过大 | 选择更加锋利的切削刃 |
| 无涂层 | 选择带涂层的切削刃 |
如果无法完全避开积屑瘤区域，则计算合理的切削速度让积屑瘤位于钻头强度最高的位置 (= 直径的50%) 。
使用外切削液可能对排屑产生负面影响。
提高切削速度可使
积屑瘤朝向钻头中心移动
降低切削速度可使积屑瘤
朝向周边移动或消除积屑瘤
典型磨损
无论什么材料
- 总会出现后刀面磨损
- 很少见到崩刃加工安全性
非合金钢 / CMC01.1
- 棱边/周边磨损磨损以沟槽开始朝向刀尖增长
低合金钢 / CMC02.2
- 刀尖磨损
高合金钢 / CMC03.11
- 明显的后刀面磨损
- 刀尖上出现小的损坏
刀尖设计
小心！
- 不要将增强误认为是磨损
